[发明专利]一种多构型绳索驱动并联机器人及其空间位姿求解方法

权利要求书

1.一种多构型绳索驱动并联机器人，其特征包括：动平台(1000)、若干个绳索驱动装置(2000)、主体机架(3000)和若干绳索(4000)；

根据任务需要在所述主体机架(3000)的任意位置上设置有所述绳索驱动装置(2000)；所述绳索驱动装置(2000)通过所述绳索(4000)与所述动平台(1000)相连，并利用空间位姿求解方法获得所述动平台(1000)在所述主体机架(3000)的内部空间中的位姿，从而利用所述绳索(4000)牵引所述动平台(1000)达到所述主体机架(3000)内的相应位置，并改变所述动平台(1000)的相应姿态；

所述动平台(1000)包括：若干个安装平板(1200)、若干个型材支架(1100)和绳索固定装置(1300)；

在任意一个安装平板(1200)上表面和下表面上均匀分布有若干个带有螺纹孔的圆形凹槽；任意两个安装平板之间通过所述型材支架(1100)进行连接固定；在所述圆形凹槽上设置有所述绳索固定装置(1300)；

所述绳索固定装置包括：可旋转圆环(1301)、外壳(1302)、轴承(1303)、旋转底座(1304)、固定底座(1305)；

所述可旋转圆环(1301)固定在所述旋转底座(1304)的顶部；所述旋转底座(1304)的外侧通过所述轴承(1303)与所述外壳(1302)相连接；所述外壳(1302)的直径与所述安装平板(1200)上圆形凹槽的直径相匹配；在所述旋转底座(1304)的底部设置有所述固定底座(1305)；在所述固定底座(1305)的中间位置上设置有螺纹通孔，所述螺纹通孔与所述圆形凹槽上的螺纹孔相对应。

2.根据权利要求1所述的多构型绳索驱动并联机器人，其特征是，所述绳索驱动装置(2000)包括：一对主体支架(2101)、一对支撑杆(2102)、绳索导引机构(2200)、万向导出机构、实时拉力测量机构(2300)和伺服驱动装置(2400)；

所述绳索导引机构(2200)包括：一对支撑光轴(2204)、刻槽卷筒(2205)、传动丝杠(2208)、移动滑台(2207)、直线轴承(2206)、同步带(2202)、同步带从动轮(2203)与同步带主动轮(2201)；

所述实时拉力测量机构(2300)包括：滑轮(2301)、拉压力测量传感器(2304)、滑轮支架(2302)、拉压力传感器支架(2306)以及旋转支架(2303)；

所述伺服驱动装置(2400)包括：减速机(2401)和伺服电机(2402)；

在所述一对主体支架(2101)之间的中心位置处设置有所述刻槽卷筒(2205)，在所述刻槽卷筒(2205)的下方设置有所述一对支撑杆(2102)；在所述刻槽卷筒(2205)的端轴上设置有所述同步带主动轮(2201)；在所述刻槽卷筒(2205)的上方设置有一对支撑光轴(2204)；在所述一对支撑光轴(2204)的上方之间设置有所述传动丝杠(2208)；在所述传动丝杠(2208)的端轴上设置有同步带从动轮(2203)；所述同步带从动轮(2203)与所述同步带主动轮(2201)之间通过所述同步带(2202)连接，并位于所述一对主体支架(2101)的前端支架上；在所述传动丝杠(2208)和一对支撑光轴(2204)上设置有移动滑台(2207)；在所述移动滑台(2207)的两侧通过直线轴承(2206)与所述一对支撑光轴(2204)相连接；

在所述移动滑台(2207)上通过所述拉压力传感器支架(2306)设置有拉压力测量传感器(2304)，且所述拉压力测量传感器(2304)的水平面与所述移动滑台(2207)的安装平面平行；在所述移动滑台(207)的前端面，且与所述安装平面垂直的位置上设置有旋转支架(2303)；所述旋转支架(2303)与所述滑轮支架(2302)之间通过轴销连接；在所述滑轮支架(2302)的上端处设置有上通孔，所述上通孔通过轴销与所述拉压力测量传感器(2304)相连；在所述滑轮支架(2302)的下端处设置有下光孔，所述下光孔通过轴销与所述滑轮(2301)相连；在所述刻槽卷筒(2205)上缠绕有所述绳索(4000)，所述绳索(4000)垂直向上绕过所述滑轮(2301)后水平延伸至所述一对主体支架(2101)的前端支架外侧；

在所述一对主体支架(2101)的后端支架外侧设置有减速机(2401)；所述减速机(2401)的输出轴通过轴键与所述刻槽卷筒(2205)的输入轴相连；所述减速机(2401)的输入轴通过联轴器与所述伺服电机(2402)相连；

所述伺服电机(2402)驱动所述减速机(2401)顺时针或逆时针运动，并一起带动所述刻槽卷筒(2205)同步旋转，使得所述同步带主动轮(2201)通过同步带(2202)带动所述传动丝杠(2208)同步旋转，由所述传动丝杠(2208)驱动所述移动滑台(2207)沿着所述一对支撑光轴(2204)轴向前后运动，从而利用所述滑轮(2301)实现所述绳索(4000)能在所述刻槽卷筒(2205)上进行缠绕或释放。